Proteggere i frutti di mare dall’inquinamento delle acque
La contaminazione chimica delle regioni marittime europee, che corrisponde a oltre il 40 % del PIL dell’UE, rappresenta un’enorme minaccia per l’ambiente, la salute umana (attraverso la catena alimentare) e i settori industriali coinvolti, come ad esempio la pesca. La sicurezza dei frutti di mare è strettamente correlata alla qualità dell’acqua. Il posizionamento all’interno di aree costiere della maggior parte dei siti di acquacoltura espone in larga misura questi posti agli agenti inquinanti rilasciati nell’ambiente da fonti antropogeniche o naturali e dalle biotossine prodotte dalle fioriture di alghe tossiche. Molti di questi contaminanti, che vengono assorbiti dagli organismi acquatici, entrano nella catena alimentare danneggiando la salute dei consumatori. Una possibile soluzione a una questione così complessa in grado di mitigare l’effetto dell’inquinamento marino consiste nell’utilizzo di sistemi di allarme rapido caratterizzati da livelli elevatissimi di sensibilità e di selettività. Questo strumento è stato realizzato nell’ambito del progetto SEA-ON-A-CHIP, finanziato dall’UE. Si tratta di una piattaforma di sensori immunologici miniaturizzati, autonomi, a funzionamento remoto e flessibili basati su una gamma completamente integrata di micro/nanoelettrodi e un sistema microfluidico in una configurazione di tipo “lab-on-a-chip” (microlaboratori su chip). Grazie a una tecnica di rilevamento elettrochimico, il sistema offre un’analisi in tempo reale delle acque marine in presenza di fattori di stress multipli. Una soluzione autonoma e compatta Il dispositivo SEA-ON-A-CHIP è un sensore immunologico multi-analita compatto e autonomo il cui funzionamento si basa su una tecnologia a trasduzione impedimetrica. Il relativo immunosensore elettrochimico è integrato in un sistema microfluidico automatizzato collegato a una camera di pretrattamento dei campioni all’interno della quale una tecnica di immunoriconoscimento consente di eseguire il processo di pulizia e la preconcentrazione dei composti da misurare. Le informazioni passano quindi nella fase di rilevamento, che ha luogo nell’immunosensore elettrochimico “lab-on-a-chip”, nell’ambito della quale i segnali vengono comunicati a un centro di controllo remoto. Ciascun dispositivo è in grado di eseguire otto misurazioni simultanee in duplice copia. Considerando le complesse condizioni ambientali di utilizzo, i dispositivi sono in grado di fornire misurazioni autonome in tempo reale almeno una volta all’ora per un periodo massimo di un mese. Il sistema consente inoltre all’utente finale di collegare contemporaneamente il numero richiesto di dispositivi alla stessa piattaforma, offrendo in tal modo una tecnologia estremamente flessibile ed economica. “L’utilizzo dei sistemi microelettromeccanici e dei micro-elettrodi nei substrati polimerici flessibili ha determinato una riduzione significativa dei costi di produzione dei dispositivi,” spiega il coordinatore del progetto, Damia Barcelo. Vantaggi per l’acquacoltura e non solo Barcelo afferma che le numerose opportunità e i vantaggi offerti da SEA-ON-A-CHIP sono stati illustrati ai potenziali clienti, il cui riscontro iniziale si è rivelato estremamente positivo. “Il sistema è risultato vantaggioso per gli impianti di acquacoltura, all’interno dei quali fornisce strumenti di valutazione rapida di otto contaminanti comuni provenienti da cinque gruppi di composti, che incidono sulla produzione basata sull’acquacoltura, e di quelli prodotti dal settore industriale, che registrano un impatto negativo sull’ambiente e sulla salute umana,” afferma Barcelo. L’esperto continua affermando che “Sebbene sia stato realizzato per il settore dell’acquacoltura, il sistema SEA-ON-A-CHIP si adatta facilmente ad altri composti e situazioni bersaglio, come ad esempio l’analisi della contaminazione delle acque costiere.”
Parole chiave
SEA-ON-A-CHIP, acquacoltura, inquinamento marittimo, contaminazione costiera, misurazione autonoma, catena alimentare
